CN101660143A - 平板加热器及等离子体加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平板加热器及等离子体加工设备。在平板加热器的主支撑和加热板的边缘部位之间设置辅助支撑。辅助支撑可以是柱状四角支撑、柱状多点支撑，也可以是板状、圆锥状、棱锥状支撑。通过辅助支撑的辅助力量和反向热膨胀效果，改善了加热板平面的变形情况，维持平整性，使加热板与其上方的工艺基板接触良好，保证其加热性能和极板接地性能良好，机械结构稳定、对工艺参数的均匀性影响小，并可以通过调节辅助支撑的长度，有效的减少辅助支撑的更换和维护操作，降低支撑部件的维护成本。主要应用于等离子增强化学气相淀积设备或其它的等离子体加工设备。

Description

平板加热器及等离子体加工设备

技术领域

本发明涉及一种等离子体设备，尤其涉及一种平板加热器及等离子体加工设备。

背景技术

在多晶硅太阳能电池制造及其它的半导体器件制造的等离子体加工工艺中，PECVD(等离子增强化学气相淀积)设备用来在基板表面上实现薄膜沉积。等离子体能量增加了反应粒子的活性，在300℃～500℃温度下使工艺气体实现解离、反应、沉积等工艺过程。

如图1所示，现有技术中的PECVD的工艺腔室5中，基板6放置于工艺腔室5内的平板加热器7上，平板加热器7同时作为下电极板，与进气匀流板8构成上、下电极极板，极板馈入高频或低频能量，并通过进气匀流板8送入工艺气体，在基板6上方形成等离子体，实现薄膜沉积。

在PECVD实现薄膜沉积的过程中，工艺参数的均匀性和较高温度下的机械结构稳定性是影响成膜质量的关键。

如图2所示，现有技术中的PECVD设备的平板加热器7包括主支撑1和加热板2两部分。其中，主支撑1为加热板2及其上方的基板提供支持，并保证加热板2及其上方的基板的水平。

主支撑1和加热板2的外壳为金属或其他导电材料，实现下电极板接地；加热板2为矩形平板，用来加热和维持基板温度，满足工艺需求的温度值和均匀性。工艺过程中，基板放置在加热板2的上表面，并依次通过加热板2、主支撑1接地。

上述现有技术至少存在以下缺点：

如图3所示，在较高的温度和较大的尺寸下，加热板2的上部表面的热膨胀程度要略高于下表面，导致在沿加热板2平面横纵两个方向分别产生向下的弯曲，累加后在加热器四个角上产生更明显的向下卷曲现象，使其上方的基板的边角与加热板2分离，导致其加热性能和极板接地性能受到影响，进而影响到温度均匀性和等离子体分布的均匀性。

发明内容

本发明的目的是提供一种机械结构稳定、对工艺参数的均匀性影响较小的平板加热器及等离子体加工设备。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的平板加热器，包括主支撑、加热板，所述主支撑支撑于所述加热板的中部，所述加热板的边缘部位与所述主支撑之间连接有辅助支撑。

本发明的等离子体加工设备，包括工艺腔室，所述工艺腔室内设有权利要求1至8任一项所述的平板加热器。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的平板加热器及等离子体加工设备，由于平板加热器的加热板的边缘部位与所述主支撑之间连接有辅助支撑，可以保证平板加热器在工艺过程中的平整性，机械结构稳定、对工艺参数的均匀性影响较小。

附图说明

图1为现有技术中的PECVD设备的工艺腔室的结构示意图；

图2为现有技术中的平板加热器的结构示意图；

图3为现有技术中的平板加热器的变形状态参考图；

图4为本发明的平板加热器的具体实施例一的结构示意图；

图5为图4中的平板加热器的俯视图；

图6为图4中的平板加热器的侧视图；

图7为本发明的平板加热器的具体实施例二的结构示意图；

图8为本发明的平板加热器的具体实施例三的结构示意图；

图9为本发明的平板加热器的具体实施例四的结构示意图；

图10为本发明的平板加热器的具体实施例五的结构示意图。

具体实施方式

本发明的平板加热器，其较佳的具体实施方式是，包括主支撑、加热板，主支撑支撑于加热板的中部，在加热板的边缘部位与主支撑之间连接有辅助支撑。主支撑一般为柱状或空心柱状，辅助支撑相当于在加热板的边缘部位与主支撑之间增加的斜撑。

辅助支撑可以是多根柱状支撑，其一端支撑于主支撑上，另一端支撑于加热板的边缘部位。如：

柱状支撑有4根，4根柱状支撑的一端分别连接于所述加热板的4个角部；或柱状支撑有8根，8根柱状支撑中，4根柱状支撑的一端分别连接于加热板的4个角部，另4根柱状支撑的一端分别连接于加热板的4条边部；或柱状支撑有6根，6根柱状支撑中，4根柱状支撑的一端分别连接于加热板的4个角部，另2根柱状支撑的一端分别连接于加热板的相对的2条边部等。具体柱状支撑的数量可以根据需要进行选择。

柱状支撑上可以设有长度调节装置，用于调节柱状支撑的长度至最佳状态。具体长度调节装置可以是在柱状支撑的一端设置连接件，连接件可以是一组连接件，一组连接件包括多件不同长度的连接件，应用过程中，可以根据需要选择其中一件需要长度的连接件连接于柱状支撑的一端，也可以是将连接件做成长度可调的状态。可以通过调节辅助支撑的长度，有效的减少辅助支撑的更换和维护操作，降低支撑部件的维护成本。

辅助支撑还可以为板状，板状的一边支撑在主支撑上，另一边支撑在加热板的边部。

辅助支撑也可以为圆锥状或棱锥状，锥顶部位支撑在主支撑上，锥底部位支撑在加热板的边缘部位。

辅助支撑可以由导电材料制作，辅助支撑与主支撑之间及加热板之间通过铆钉或螺钉连接，保证加热板与主支撑之间通过辅助支撑有良好的导电性。

本发明的等离子体加工设备，其较佳的具体实施方式是，包括工艺腔室，工艺腔室内设有上述的平板加热器。等离子体加工设备可以为PECVD(等离子增强化学气相淀积)设备或其它的等离子体加工设备。

本发明通过增加辅助支撑解决了平板加热器热的变形和极板接地问题，机械结构稳定、对工艺参数的均匀性影响较小。

具体实施例一，如图4、图5、图6所示：

平板加热器包括主支撑1、加热板2，加热板2为正方形的平板状。主支撑1为柱状，支撑于加热板2的中部，支持加热板2保持水平。

主支撑1与加热板2的四角之间分别设有辅助支撑3a、3b、3c、3d，用于对主支撑1进行加固和辅助支持，保证整个结构的刚性和稳定性。

加热板2的四角与辅助支撑3a、3b、3c、3d之间分别设有连接件4a、4b、4c、4d，用于实现二者之间的连接，同时，连接件4a、4b、4c、4d的长度可调或者可选择，可以根据加热板的边角热变形程度选择合适的长度，用于对辅助支撑3a、3b、3c、3d的长度进行调节。可以有效保证加热板2平面的平整性，并降低支撑部件的更换频率和使用成本。

主支撑1可以用铝或不锈钢材料制作，也可以用其它的金属材料制作，内部为中空结构，保证足够的机械强度用于对加热板2和其上方的工艺基板的水平支持，中空的内部可以实现加热器电源和测温传感器的走线等，金属外壳可以满足射频或低频接地。

加热板2内部可以集成加热单元和测温单元，以实现加热和控温功能，加热板2的外壳可以使用用铝或不锈钢材料制作，也可以用其它的金属材料制作，保证导电性能良好，有效解决其上方的工艺基板的接地问题。

辅助支撑3a、3b、3c、3d及其连接件4a、4b、4c、4d可以选用相同的材料制作，可以用铝或不锈钢材料制作，或用其它的导电性良好的金属材料制作，进一步保证加热板2及其上方的基板的有效接地。可以选用热膨胀系数合适的金属，使整个结构在热膨胀过程中保持一致，减少加热板2的变形。

辅助支撑3a、3b、3c、3d与其连接件4a、4b、4c、4d之间及与主支撑1之间，以及连接件4a、4b、4c、4d与加热板1之间，可以采用螺钉紧固或铆钉固定，保证整体的导电性能。

辅助支撑3a、3b、3c、3d为柱状，在实际应用中，这种辅助支撑的数量可以根据情况调整为6个、8个或更多，支撑于加热板2的角部或边缘部位。

具体实施例二，如图7所示，辅助支撑3有8根，分别支撑于加热板2的四角和四边。辅助支撑3的结构本身不限于柱状，可以根据应用实际采用其它的结构形式，如：

具体实施例三，如图8所示，辅助支撑为一种支撑板31形式，可以设置4块支撑板31，分别支撑于加热板2的四边与主支撑1之间；

具体实施例四，如图9所示，辅助支撑为一种圆锥形支撑面32形式，支撑于加热板2的边缘部位与主支撑1之间；

具体实施例五，如图10所示，辅助支撑为一种棱锥形支撑面33形式，支撑于加热板2的边缘部位与主支撑1之间。

本发明中，在主支撑和加热板的边缘部位之间设置辅助支撑。辅助支撑可以是柱状四角支撑、柱状多点支撑，也可以是板状、圆锥状、棱锥状等，或其它需要的形状。通过辅助支撑的辅助力量和反向热膨胀效果，改善了加热板平面的变形情况，维持平整性。使加热板与其上方的基板接触良好，保证其加热性能和极板接地性能良好，机械结构稳定、对工艺参数的均匀性影响小，并可以通过调节辅助支撑的长度，有效的减少辅助支撑的更换和维护操作，降低支撑部件的维护成本。尤其对于大尺寸平面加热器，在工艺温度(300℃～500℃)下，辅助支撑本身具有一定程度的热膨胀，而且膨胀方向与加热板的弯曲方向相反，从而抵消掉大部分的加热板的弯曲应力，在相对高温下能够维持加热板的平整，保证了其上方的工艺基板的温度均匀性和位置水平度；辅助支撑采用导电性好的材料，并在安装过程保证接触良好，对于大尺寸极板来说，这种边缘接地加中心接地的结构在下电极板接地方面要优于现有技术中的中心接地结构，改善了下电极板的接地情况，能够得到更加稳定的高频或低频电场，进而可以产生更均匀的等离子体分布。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1、一种平板加热器，包括主支撑、加热板，所述主支撑支撑于所述加热板的中部，其特征在于，所述加热板的边缘部位与所述主支撑之间连接有辅助支撑。

2、根据权利要求1所述的平板加热器，其特征在于，所述辅助支撑包括多根柱状支撑。

3、根据权利要求2所述的平板加热器，其特征在于，所述柱状支撑有4根，所述4根柱状支撑的一端分别连接于所述加热板的4个角部。

4、根据权利要求2所述的平板加热器，其特征在于，所述柱状支撑有8根，所述8根柱状支撑中，4根柱状支撑的一端分别连接于所述加热板的4个角部，另4根柱状支撑的一端分别连接于所述加热板的4条边部。

5、根据权利要求2所述的平板加热器，其特征在于，所述柱状支撑有6根，所述6根柱状支撑中，4根柱状支撑的一端分别连接于所述加热板的4个角部，另2根柱状支撑的一端分别连接于所述加热板的相对的2条边部。

6、根据权利要求2至5任一项所述的平板加热器，其特征在于，所述柱状支撑设有长度调节装置。

7、根据权利要求6所述的平板加热器，其特征在于，所述长度调节装置包括一组连接件，所述一组连接件包括多件不同长度的连接件，可以根据需要选择其中一件需要长度的连接件连接于所述柱状支撑的一端。

8、根据权利要求1所述的平板加热器，其特征在于，所述辅助支撑为板状或圆锥状或棱锥状。

9、根据权利要求1所述的平板加热器，其特征在于，所述辅助支撑由导电材料制作，所述辅助支撑与所述主支撑之间及所述加热板之间通过铆钉或螺钉连接。

10、一种等离子体加工设备，包括工艺腔室，其特征在于，所述工艺腔室内设有权利要求1至8任一项所述的平板加热器。

11、根据权利要求10所述的等离子体加工设备，其特征在于，所述等离子体加工设备为等离子增强化学气相淀积设备。

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